◎ 题目

现代科学研究表明，太阳可以不断向外辐射能量其来源是它内部的核聚变反应，其中最主要的核反应方程是 2 0-1 e+ 4 11 H→   42 He+释放的核能．若太阳内部只有这一种核反应，且这些“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射，其平均频率为6.0×1014Hz．在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，通过的太阳能辐射功率为P=1.35×103 W/m2．已知普朗克常量h=6.63×10-34J?s，质子质量mp=1.6726×10-27 kg，   42 He质量mα=6.6458×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s，太阳到地球之间的距离r=1.5×1011m．求： （1）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能； （2）在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上1s内接收到的太阳辐射光子的个数； （3）每年太阳由于发光所减少的质量．

◎ 答案

（1）根据质量亏损和质能关系，可知每发生一次该核反应释放的核能为 △E=（4mp+2me-mα）c2 代入数值，解得：△E=4.2×10-12 J （2）设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上光子的个数为N， 根据题设条件可知 E0=Pt=Nhν，所以N= Pt hv   代入数值，解得：N=3.4×1021个 （3）设1s内太阳辐射的能量为E1，1年内太阳辐射的能量为E，每年太阳由于发光减少的质量为m． 根据题设条件可知E1=4πr2P，E=E1t=4πr2Pt年 根据质量亏损和质能关系可知E=△E=△mc2， 所以每年太阳由于发光减少的质量△m= △E c2 = 4πr2Pt年 c2 代入数值，解得：△m=1.3×1017kg 答：（1）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能为4.2×10-12 J （2）在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上1s内接收到的太阳辐射光子的个数为3.4×1021个． （3）每年太阳由于发光所减少的质量为1.3×1017kg．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“现代科学研究表明，太阳可以不断向外辐射能量其来源是它内部的核聚变反应，其中最主要的核反应方程是20-1e+411H→42He+释放的核能．若太阳内部只有这一种核反应，且这些“释放的…”主要考查了你对  【动量守恒定律】，【核能，爱因斯坦质能方程】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。